Echtzeitsimulation zur Prozeßführung komplexer Systeme: by Dr.-Ing. Hubert B. Keller (auth.)

By Dr.-Ing. Hubert B. Keller (auth.)

Inhaltsübersicht: Einführung.- Simulation als systemtheoretische Methode.- Problematik komplexer Prozesse und modellbasierende Lösungen.- examine existierender Simulationssysteme.- Anforderungen für die Prozeßführung.- Anforderungen für die Modellierung.- Konzept einer Modellentwicklungsumgebung (MEU).- Ein numerisches Verfahren zur verteilten Echtzeitsimulation gekoppelter Systeme.- Entwurf und Realisierung des K-advice-Systems.- Zusammenfassung und Ausblick.- Anhang.- Literaturverzeichnis.- Sachverzeichnis.

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Echtzeitsimulation zur Prozeßführung komplexer Systeme: Entwurf und Realisierung eines Systems zur interaktiven graphischen Modellierung und zur modularen/verteilten Echtzeitsimulation verkoppelter dynamischer Systeme

Inhaltsübersicht: Einführung. - Simulation als systemtheoretische Methode. - Problematik komplexer Prozesse und modellbasierende Lösungen. - examine existierender Simulationssysteme. - Anforderungen für die Prozeßführung. - Anforderungen für die Modellierung. - Konzept einer Modellentwicklungsumgebung (MEU).

Entwicklung einer flexibel automatisierten Nähanlage

Die vorliegende Arbeit entstand wiihrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Herrn Professor Dr. -Ing. Dr. h. c. mult. H. J. Warnecke danke ich fiir seine wohlwollende Unterstiitzung und Forderung der Arbeit.

Kontinuumsmechanik: Elasto-, Plasto- und Kriechmechanik

Ausgehend von den Grundlagen der Kontinuumsmechanik behandelt der Autor in diesem didaktisch besonders gelungenen Lehrbuch das plastische und elastische Werkstoffverhalten unter besonderer Ber? cksichtigung mathematischer Verfahren. Erstmals enthalten ist auch eine fundierte Kriechmechanik sowohl isotroper als auch anisotroper Materialien.

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In Form von modellgestützten Meßmethoden auf der Basis dynamischer Beobachtermod elle /Gilles 1979/, /Gilles 1983/ oder in Form von einer Zustandsprädik tion des Prozeßverhalte ns erfolgen. Diese Simulationsan wendungen wurden bisher allerdings nur für Einzelapparate (Beobachter) oder für Teilprozesse aus dynamisch gleichartigen Komponenten (Prognose z. B. /Lappus 1983/) realisiert. Außerdem ist sie auch als Hilfsfunktion in Form von modellbasieren der Fehlerdiagnose durch Modellergebni svergleiche /Kraiss 1985/ einsetzbar.

Außerdem kommt der menschliche Bediener als Systemkomponente hinzu. Sind die Änderungen im Prozeß zu langsam gegenüber der menschlichen Wahrnehmungsfähigkeit, so erfordern ergonomische Kriterien kürzere Rechenschrittweiten (siehe auch /Gear 19771). Beispielsweise sind für Eingriffsrückmeldungen bestimmte Zeitspannen als Maximalwerte einzuhalten. Dies setzt voraus, daß der Eingriff im Prozeß vollzogen und im Modell berücksichtigt ist. Bei einem Prozeßbereich, dessen Änderungen in Zeitspannen von bis zu Stunden ablaufen, muß das Vollziehen eines Prozeßeingriffes, die Übernahme in das Modell und die Rückmeldung aus ergonomischen Gründen dennoch im Sekundenbereich liegen.

Die obigen Ausführungen zeigen, daß die mathematischen Modelle auch stark mit der jeweiligen meßtechnischen Ausstattung verknüpft sind. Zur Formulierung solcher Modelle ist deshalb eine Unterstützung in Form spezieller simulationstechnischer Operatoren notwendig. Diese ermöglichen die Beschreibung von hardwarespezifischen Kopplungen des Modells, ohne den grundsätzlichen Simulationsablauf (numerische Integration) zu beeinflußen. ) abstrahiert werden. Beispielsweise wird zur Abbildung von Prozeßmeldungen auf Modellgrößen ein solcher Operator gebraucht (Definition im Simulationssystem, nicht über das Betriebssystem).

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